» » Тёплые ламповые часы на газоразрядных индикаторах ИН-14, ATMEGA8, DS1307 и MC34063. Nixie-clock из Тулы

 
 
 
16

Тёплые ламповые часы на газоразрядных индикаторах ИН-14, ATMEGA8, DS1307 и MC34063. Nixie-clock из Тулы

Разместил teXnik 20 августа 2015. Просмотров: 37 328

Последнее время весьма популярны часы в духе ретро, на газоразрядных индикаторах. В забугорье такие часы зовутся "Nixie-clock". Увидев подобный проект на просторах интернета, я загорелся идеей собрать и себе такие-же.
Часы на ИН-14

Что из этого получилось, читайте далее.
Изучил варианты схем в интернете. Обычно Nixie-часы состоят из четырёх основных частей:
1. управляющий микроконтроллер,
2. высоковольтный блок питания,
3. драйвер-дешифратор и собственно лампы.

В большинстве схем в качестве дешифратора используются советские микросхемы К155ИД1 — «высоковольтные дешифраторы управления газоразрядными индикаторами». Мне найти такой чип не удалось, да и не очень хотелось использовать DIP-корпуса.

Схема часов, применённые детали

С учётом имеющихся компонентов я разработал свою версию схемы часов, в которой роль дешифратора отведена микроконтроллеру.
Рисунок 1. Схема часов
Рисунок 1. Схема Nixie-часов на МК

На микросхеме U4 MC34063 собран повышающий «dc-dc» преобразователь с внешним ключом на IRF630M в полностью изолированном корпусе. Транзистор взят с платы монитора.
R4+Q1+D1 являются простым драйвером для ключа, быстро разряжая затвор. Без такого драйвера ключ сильно грелся и не получалось получить необходимого напряжения.

R5+R7+С8 — обратная связь, определяющая выходное напряжение на уровне 166 Вольт. Транзисторы Q3-Q10 совместно с резисторами R8-R23 составляют анодные ключи, позволяя организовать динамическую индикацию.

Резисторы R8-R11 задают яркость свечения цифр индикатора, а резистор R35 – яркость разделительной точки.

Одноименные выводы всех ламп за исключением анода соединены между собой и управляются транзисторами Q11-Q21.

Микроконтроллер ATMEGA8 управляет ключами ламп, он же опрашивает микросхему часов реального времени (RTC) DS1307 и кнопки.

Диоды D3 и D4 обеспечивают генерацию запроса внешнего прерывания по нажатию на любую из кнопок управления.

Питание контроллера выполнено через линейный стабилизатор 78L05.

Лампы ИН-14 — индикаторы тлеющего разряда.
Тёплые ламповые часы на газоразрядных индикаторах ИН-14, ATMEGA8, DS1307 и MC34063. Nixie-clock из Тулы

Катоды в форме арабских цифр высотой 18 мм и двух запятых. Индикация осуществляется через боковую поверхность баллона. Оформление — стеклянное, с гибкими выводами.

Так сказать э… калькулятор «Искра 122». Фото ~MERCURY LIGHT~

Индикаторы ИН-14 от монструозного калькулятора «Искра 122» 1978 года выпуска светят без проблем и достались мне за «спасибо, что освободил мой балкон».

Питать конструкцию можно постоянным напряжением 6 — 15 Вольт от внешнего БП. Потребление менее одного Ватта (70 мА при 10 В).

Для сохранения хода часов при сбоях питания, предусмотрена батарейка CR2032. Если верить даташиту, потребление у DS1307 всего 500nA при батарейном питании, так что этой батарейки хватит очень надолго.

Управление часами

После подачи питания загорятся четыре нуля, и, если связь с микросхемой DS1307 установлена без ошибок, начнёт мигать разделительная точка.

Установка времени выполняется с помощью трёх кнопок «+», «-» и «set». Нажатие на кнопку «set» погасит часовые разряды, далее, с помощью кнопок «+» и «-» настраиваются минуты. Следующее нажатие на кнопку «set» переведёт в режим настройки часов. Ещё одно нажатие на «set» сбросит в 0 секунды и переведёт часы в режим отображения времени «ЧЧ:ММ». Замигает разделительная точка.

Удерживая кнопку "+" можно в любой момент посмотреть текущее время в режиме «ММ:СС».

Плата

Все основные части схемы разведены на одну двухстороннюю плату размером 135×53 мм. Плату изготавливал ЛУТ-ом и травил в перекиси водорода с лимонной кислотой. Слои платы соединял между собой путём впаивания в отверстия отрезков медного провода.

Шаблоны платы совмещал на просвет по отметкам за пределами платы. Стоит напомнить, что верхний слой М1 в Sprint-Layout надо печатать зеркально.

В ходе тестовой сборки были выявлены «косяки» в разводке. Пришлось анодные транзисторы проволочками подключать. Печатная плата в архиве к статье исправлена.

Для программирования контроллера предусмотрены контактные площадки.

Фото собранной платы часов

Фото 1. Плата снизу
Фото 1. Плата часов снизу


 Фото 2. Плата часов сверху
Фото 2. Плата часов сверху

Высоковольтный эл. конденсатор размещён горизонтально, для него я сделал пропил в текстолите. Я старался сделать собранную плату как можно миниатюрнее. Получилось всего 15 мм в толщину. Можно изготовить тонкий стильный корпус!
Фото 3. Часы в процессе сборки
Фото 3. Часы в процессе сборки

Фото 4. Готовые часы
Фото 4. Готовые часы


Список деталей

Таблица 1. Список деталей
Таблица 1. Список деталей


Файлы

В архиве схема часов в большом разрешении, печатная плата в формате SL5 и прошивка для контроллера.
Фьюзы необходимо настроить на работу от внутреннего генератора на 8 МГц.
Наш сайт существет на пожертвования читателей. Файловый сервис доступен только полноправным членам сообщества и меценатам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


Спасибо за внимание!
Алексей, г. Тула
Алексей (teXnik)
Россия, Тула
Профиль teXnik
Студент политехнического университета, увлекаюсь радиэлектроникой и модернизацией авто (подготовка для джип триала). Паять люблю. Переделал амфитоны 25 ас 27 и усилитель под них на тдашке.
Собрал уазик с мотором v8.

На сайт пришел для разватия своих навыков и умений
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 102

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Схема на Датагоре. Новая статья «Red Dragon» - часы на газоразрядных индикаторах ИН-14 + PIC16F628A... Здравствуйте, уважаемые читатели журнала Datagor.ru! Предлагаю вам историю создания часов на...
Схема на Датагоре. Новая статья Ламповый преамп для бас-гитары на основе Alembic (12AX7, ECC83)... Часто встречается явление, когда басист хочет изменить или улучшить звук своего инструмента....
Схема на Датагоре. Новая статья Микрорепортаж: часы из датагорского кита Simplex Clock в кухонном гарнитуре... Привет, дрУги! Я коротко и по делу. Всего пара «говорящих» фоток. Порадовал жену. В реале смотрится...
Схема на Датагоре. Новая статья Термостат для отопления дачи инфракрасными обогревателями Иколайн. Дежурный режим, часы. DS1307, DS1631, Atmega8, энкодер... Как говорит мой коллега, что бы Гаврилов ни делал — все равно термометр получается… Новая статья об...
Схема на Датагоре. Новая статья Новые идеи корпусов для датагорских цифровых часов Simplex Clock. Файлы резки в комплекте... После получения датагорского конструктора Project-012 «Simplex Clock» и просмотра ролика сборки...
Схема на Датагоре. Новая статья Чертеж корпуса датагорских часов Simplex Clock в формате Corel Draw... Привет, дрУги! Предлагаю всем желающим текущую версию файла раскроя акрила для корпуса часов из...
Схема на Датагоре. Новая статья Часы с GPS-синхронизацией времени и винтажными индикаторами ИН-12. Наш вариант Nixie Tube Clock... Не думал, что спустя много лет я вернусь к часам на газоразрядных индикаторах. В конце 70-х я...
Схема на Датагоре. Новая статья Сделай сам лабораторный импульсный блок питания. Часть 6. Защита ИБП и регуляторы тока нагрузки... Ограничение выходного тока импульсного блока питания необходимо прежде всего для защиты испытуемой...
Схема на Датагоре. Новая статья Taschibra (Ташибра, Tashibra). Лабораторный импульсный блок питания. Часть 2. ЛБП на компараторах + блок защиты... Продолжая тему о быстром изготовлении лабораторного блока питания (далее ЛБП) из доступных...
Схема на Датагоре. Новая статья Микроконтроллерный регулятор мощности на Atmega16... На фото представлен действующий макет регулятора мощности, схема которого (с небольшими...
Схема на Датагоре. Новая статья Микроконтроллер ATmega 8 управляет шаговым двигателем... Подключение шагового двигателя к микроконтроллеру ATmega 8 Недавно пришлось подключать шаговый...
Схема на Датагоре. Новая статья 300 схем источников питания. Шрайбер.... 300 схем источников питания. Шрайбер. Эта книга посвящена источникам питания - как низкочастотным,...
  1. <

    Datagor

    Игорь Котов Читатель Датагора
    • Главный редактор
    Комментарий # 1 от 20 августа 2015 21:12.
    Ответить
    • С нами с 25.02.2011
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 2 065 комментариев
    • 273 публикации
     
    Лёша, браво, спасибо!
    Хорошая, полная, доходчивая статья об оригинальной конструкции получилась.
    Размеры 135х53х15 это приятно, даже без учета высоты индикаторов.
    Понравилось применение RTC для бэкапа хода часов без внешнего питания.

  2. <

    pavel_k

    Павел Читатель Датагора
    • Гражданин
    Комментарий # 2 от 21 августа 2015 00:15.
    Ответить
    • С нами с 30.07.2013
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 100 комментариев
    • 5 публикаций
     
    Тёплый свет газоразрядных лампочек согрел душу! Похожие часы, собранные из набора "сделай сам", были одной из первых моих работ.

    Хотелось бы только увидеть "тонкий стильный корпус", как достойное завершение конструкции.

  3. <

    Allroy

    Александр Читатель Датагора
    • Меценат
    Комментарий # 3 от 21 августа 2015 02:30.
    Ответить
    • С нами с 30.04.2014
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 27 комментариев
    • 0 публикаций
     
    Здорово! Особенно понравилась реализация из подручный материалов без использования высоковольтного дешифратора К155ИД1.
    Я вот свои такие часики до сих пор до ума довести не могу...

  4. <

    wolf

    Павел Читатель Датагора
    • Гражданин
    Комментарий # 4 от 21 августа 2015 02:40.
    Ответить
    • С нами с 8.09.2008
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 6 комментариев
    • 0 публикаций
     
    Туле привет! Батареечное гнездо с матплаты вытащено? Понравилось решение с этими ИН-ками. Лежали без дела прилично, буду теперь пробовать повторить, не помню с какого устройства были сняты, измерительного точно, давно это было

  5. <

    mikesp

    Михаил Сапожников Читатель Датагора
    • Гражданин
    Комментарий # 5 от 24 августа 2015 04:23.
    Ответить
    • С нами с 19.03.2010
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 135 комментариев
    • 9 публикаций
     
    Какая прелесть! Делал нечто похожее в детстве - в начале 80х, на К155. Трансформатор грелся безбожно. А теперь это милое ретро...

  6. <

    Wishmaster

    Дмитрий Читатель Датагора
    • Гражданин
    Комментарий # 6 от 28 августа 2015 01:02.
    Ответить
    • С нами с 1.05.2013
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 100 комментариев
    • 18 публикаций
     
    Спасибо, статья очень понравилась. Готовлюсь к повторению.

  7. <

    Wishmaster

    Дмитрий Читатель Датагора
    • Гражданин
    Комментарий # 7 от 29 августа 2015 17:49.
    Ответить
    • С нами с 1.05.2013
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 100 комментариев
    • 18 публикаций
     
    Статья имеет определённый успех. В Пензе, где я живу, на радиорынке скупили все ИН-14 и ИН-1. В магазинах радиодеталей подмели все DS1307Z. Понравился людям этот вариант на МК. Самому ИН-14 уже не досталось, делаю переходники под плату для использования ИН-1.

  8. <

    Datagor

    Игорь Котов Читатель Датагора
    • Главный редактор
    Комментарий # 8 от 29 августа 2015 20:20.
    Ответить
    • С нами с 25.02.2011
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 2 065 комментариев
    • 273 публикации
     
    wink Дима юморист.

  9. <

    Wishmaster

    Дмитрий Читатель Датагора
    • Гражданин
    Комментарий # 9 от 29 августа 2015 20:37.
    Ответить
    • С нами с 1.05.2013
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 100 комментариев
    • 18 публикаций
     
    Сегодня на рынок пришёл со стандартным вопросом, - "ИН-14 есть?". На что в ответ прозвучало, - "Вы что все с ума посходили?! Ты уже пятый по счёту их спрашиваешь за неделю. Ламп нет, все скупили и Ин-1 тоже нет, и панелек к ним нет". Как объяснить такой резкий ажиотаж, кроме как этой статьёй? Часы в шикарном исполнении и много фанатов олдскула загорелись на повторение, я так считаю smile

  10. <

    teXnik

    Алексей Читатель Датагора
    • Гражданин
    Комментарий # 10 от 5 сентября 2015 13:53.
    Ответить
    • С нами с 1.11.2009
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 34 комментария
    • 5 публикаций
     
    Спасибо. Рад стараться.
    З.Ы. а у меня есть еще 12 ламп))))

  11. <

    deuterium

    Антон Читатель Датагора
    • Кандидат
    Комментарий # 11 от 9 сентября 2015 13:10.
    Ответить
    • С нами с 1.02.2012
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 6 комментариев
    • 0 публикаций
     
    Из-за редкого включения отдельных индикаторных катодов и активности других, частицы металла, распыляемого работающими катодами, оседают на редко используемых, что способствует их «отравлению».

    Чтобы предотвратить это, в прошивке создается небольшая подпрограмма, которая раз в какое то время будет зажигать ВСЕ катоды.

    Например, каждую 59-ю минуту на всех индикаторах будут подсвечиваться цифры от 0 до 9.

  12. <

    teXnik

    Алексей Читатель Датагора
    • Гражданин
    Комментарий # 12 от 12 сентября 2015 21:34.
    Ответить
    • С нами с 1.11.2009
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 34 комментария
    • 5 публикаций
     
    В относительно недалеком будущем я "выпущу" новую прошивку, в которой учту меры противодействию «отравления» катодов и добавлю пограммную корректировку хода часов. В ходе эксплуатации выяснилось, что точность хотя кретична к качеству кварца и с одним они у меня отстают с другим спешат. Самый стабильный вариант, кстати, кварц от доисторического пейджера.

  13. <

    teXnik

    Алексей Читатель Датагора
    • Гражданин
    Комментарий # 13 от 26 сентября 2015 15:18.
    Ответить
    • С нами с 1.11.2009
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 34 комментария
    • 5 публикаций
     
    Дмитрий / Wishmaster собрал мои часы и обнаружилась ошибка в разводке платы а именно: резистор R43 должен подтягивать вывод RESET контроллера к плюсу питания, а не к земле. (К 20-му выводу, а не к 21-ому)

  14. <

    Wishmaster

    Дмитрий Читатель Датагора
    • Гражданин
    Комментарий # 14 от 10 октября 2015 01:06.
    Ответить
    • С нами с 1.05.2013
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 100 комментариев
    • 18 публикаций
     
    Да-да, собрал-таки эти часики в тесном сотрудничестве с Алексей / teXnik, за что ему огромное спасибо. Сейчас думаю над реализацией корпуса. Полка под них уже присмотрена smile
    Поиск элементов к часам для меня было настоящим приключением. Лампы ИН-14 собраны их разных уголков Пензенской области.

  15. <
    • Прохожий
    Комментарий # 15 от 26 февраля 2018 22:18.
    Ответить
    • С нами с --
    • 0 комментариев
    • 0 публикаций
     
    Насколько большой ток течет через D2 (fr157)?
    Если я правильно понимаю то не очень большой, даже маленький, не более 100мА?

  16. <

    teXnik

    Алексей Читатель Датагора
    • Гражданин
    Комментарий # 16 от 27 февраля 2018 18:11.
    Ответить
    • С нами с 1.11.2009
    • Ушёл в реал Пользователь offline
    • 34 комментария
    • 5 публикаций
     

    70мА по низкой стороне из сети потребление на высокой там где d2 думаю меньше 10мА

Добавление комментария


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой
  • smilelolbyewinkyahoocoollaughing
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashguitar-manhandshake
    musicnegativenopardonshoksleepunknown
    wackoyawnblushbullyhashsmokingwhew
Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.